JP2008123059A - 情報装置及び制御装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】Serial−ATAインタフェースにノイズが乗って通信異常を発生させる場合において、その通信異常状態をシステムの性能低下をもたらすことなく確実に検知できるようにする。
【解決手段】Serial−ATAインタフェース・ケーブル16の信号線に乗ったノイズをノイズ検知回路14が検知して割り込みを発生させることにより、CPU1にSerial−ATAインタフェースの通信異常を知らせる。また、ノイズ検知回路14によるノイズ検知がHDD11へのアクセスを行なっていない待機状態時のSYNC通信時に発生した場合、操作パネル10からの利用者による設定に応じてマスク回路15が割り込みをマスクする。
【選択図】図1

Description

本発明は、Serial−ATAインタフェースに接続されたハードディスク記憶装置などのデバイスを持つ、複写機、プリンタ、ファクシミリ装置など情報装置に係り、特に、Serial−ATAインタフェースにおける通信異常を検知し処理する通信異常処理技術に関する。
Serial−ATAインタフェースでは、GHz周波数帯域の高速なシリアル通信を行なうことができ、伝送される信号の電圧レベルについても差動電圧数百mV程度の低電圧を扱うことができる。
このように高速且つ低電圧のデータ転送が可能であることから、Serial−ATAインタフェースの規格では、bit Error rate(BER)10‐12が規定されている。これは、1012ビット転送あたり1ビットが間違って転送される可能性のあることを意味している。言い換えれば、このようなBERでは、転送速度1.5Gbpsの第1世代のSerial−ATAインタフェースの場合で、約11分に1回のエラーが発生する可能性があることを示している。なお、これはSerial−ATAインタフェース1チャンネル分に対してBERであり、ハードディスク記憶装置が複数台接続されるようなシステムの場合、システム全体では発生率が更に高くなってくる。
さらに、外的なノイズ、例えば静電気によるノイズが装置に印加されると、Serial−ATAインタフェース・ケーブル、制御基板や制御チップなどにノイズが伝導し、制御基板で使用されている電源電圧制御チップ内の電圧(コア電源、I/O電圧、Phy電圧など)の電圧変動及び伝送信号自体の電圧変動を誘起し、データ転送のビットエラー(bit Error)は加速される。
このような静電気ノイズを抑制させるには、装置の筐体を強固にしたり、シールド効果の高いケーブルを使用したりすることが考えられるが、コストアップ・重量アップ・装置の大型化といった問題から商品性とのトレードオフとなり、完全に静電気ノイズを抑制した製品は提供されていない。したがって、ビットエラーが生じた場合の対処が必要となり、具体的には、ビットエラーが現実に生じたか否かを例えばパリティチェックやベリファイチェックなどにより検知し、検知した場合にはリトライを行なう方法がとられている。
しかしながら、従来から行なわれているパリティチェックはエラー検知力に限界がある。また、ベリファイチェックはチェック所要時間が長くなりシステムの性能低下につながる。
本発明は、このような従来技術の問題を解決しようとするものであり、具体的には、Serial−ATAインタフェースに外来ノイズなどが乗って通信異常を発生させる場合において、その通信異常状態をシステムの性能低下をもたらすことなく確実に検知できる通信異常処理技術を提供することを目的とする。
前記した課題を解決するために、請求項1記載の情報装置は、Serial−ATAインタフェースに接続されたデバイスを持つ情報装置において、前記Serial−ATAインタフェース上のノイズを検知するノイズ検知手段と、該ノイズ検知手段により前記ノイズが検知されたときに通信異常として処理する処理手段とを備える。
請求項2記載の情報装置は、請求項1記載の情報装置において、前記ノイズ検知手段により前記ノイズが検知されたときに割り込みを発生させる割り込み手段を備える。
請求項3記載の情報装置は、請求項2記載の情報装置において、前記割り込み手段による割り込みがデバイスアクセスを行なっていない待機状態時のSYNC通信時に発生した場合、割り込み制御をマスクするマスク手段を備える。
請求項4記載の情報装置は、請求項1記載の情報装置において、前記デバイスがハードディスク記憶装置であって、前記通信異常が該ハードディスク記憶装置に対する書き込み動作時または読み出し動作時に発生した場合、当該書き込み単位または読み出し単位についてリトライ処理を行なうリトライ処理手段を備える。
請求項5記載の情報装置は、請求項4記載の情報装置において、リトライ回数を設定するリトライ回数設定手段を備え、前記リトライ処理手段が最大で前記リトライ回数まで前記リトライ処理を行なう構成にする。
請求項6記載の情報装置は、請求項4または5記載の情報装置において、通信異常発生時からリトライ開始までのリカバリ時間を設定する時間設定手段を備え、前記リトライ処理手段が通信異常発生時から前記リカバリ時間後にリトライ処理を行なう構成にする。
請求項7記載の情報装置は、請求項1乃至6のいずれか1項に記載の情報装置において、通信異常の発生回数を計数する計数手段を備える。
請求項8記載の情報装置は、請求項7記載の情報装置において、前記発生回数が所定の発生回数に達したときその旨を表示させる表示手段を備える。
請求項9記載の情報装置は、請求項8記載の情報装置において、前記所定の発生回数を設定する発生回数設定手段を備える。
請求項10記載の制御装置は、Serial−ATAインタフェースを介してデバイスを制御する制御装置において、前記Serial−ATAインタフェース上のノイズを検知するノイズ検知手段と、該ノイズ検知手段により前記ノイズが検知されたときに通信異常として処理する処理手段とを備える。
請求項11記載の制御装置は、請求項10記載の制御装置において、割り込み手段と、該割り込み手段による割り込みがデバイスアクセスを行なっていない待機状態時のSYNC通信時に発生した場合、割り込み制御をマスクするマスク手段とを備える。
請求項12記載の制御装置は、請求項10記載の制御装置において、前記デバイスがハードディスク記憶装置であって、前記通信異常が該ハードディスク記憶装置に対する書き込み動作時または読み出し動作時に発生した場合、当該書き込み単位または読み出し単位についてリトライ処理を行なうリトライ処理手段を備える。
請求項13記載の制御装置は、請求項10、11または12記載の制御装置において、通信異常の発生回数を計数する計数手段を備える。
本発明によれば、Serial−ATAインタフェース上のノイズを検知するノイズ検知手段を備え、そのノイズ検知手段によりノイズが検知されたときに通信異常として処理することができるので、確実に通信異常を処理することができ、しかも、システム側に負担をかけることなく、したがって、システム側の性能を低下させることなく通信異常を処理することができる。また、デバイスアクセスを行なっていない待機状態時のSYNC通信時に通信異常が発生した場合、割り込み制御をマスクすることができるので、不要な割り込みによるシステム側の性能低下を回避できる。
以下、図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。但し、この実施形態に記載される構成要素、種類、組み合わせ、形状、その相対位置などは特定的な記載がない限りこの説明の範囲をそれのみに限定する主旨ではなく、単なる説明例に過ぎない。
図1は本発明の一実施形態としてデジタル複写機の構成を示すブロック図である。図示したように、このデジタル複写機は、プログラムに従って動作するCPU1、OS及び基本プログラムが記憶されているROM2、システムの設定情報や状態情報が記憶される不揮発性RAM(以下、NVRAMと称する)3、プログラムを一次的に記憶したり画像展開・処理を行なう作業領域として用いたりするRAM4、IEEE1284インタフェース(I/F)制御部5、IEEE1394I/F制御部6、USBI/F制御部7、ネットワークI/F制御部8、原稿から画像を読み取るスキャナと紙上に画像を形成するプロッタを有するエンジン部9、操作パネル10、画像データなど各種データ及びプログラムを保存しておくハードディスク記憶装置(以下、HDDと称する)11、HDD11を制御するHDD制御部(以下、HDCと称する)12、そのHDC12などを内蔵するとともに前記各部をつなぐ論理回路を集積した専用集積回路(以下、ASICと称する)13などを備えている。なお、HDD11とHDC12とは、Serial−ATAインタフェース・ケーブル16で接続され、HDC12内にはSerial−ATAインタフェース上のノイズを検知するノイズ検知回路14を備える。
前記ノイズ検知回路14は電圧比較回路を備えていて、Serial−ATAインタフェースの信号線に乗っている電圧の値を所定の電圧値と常時比較している。そして、信号線の電圧値が所定時間以上にわたって所定の電圧値以上の場合にノイズ検知信号を出力する。
またASIC13内には、図2に示したようなマスク回路15を備える。このマスク回路15は、図示したように、フリップフロップ21とANDゲート22を備え、フリップフロップ21の反転出力(フリップフロップがリセット状態のときにHighレベルを出力する)がANDゲート22の一方の入力信号となるように接続されている。そして、電源投入時、ハードウェアにより実現されるリセット信号により、フリップフロップ21の反転出力はHighとなり、ANDゲート22はノイズ検知回路14から出力されるノイズ検知信号をそのままCPU1の割り込み端子に入力させる状態になる。
続いて、CPU1により電源投入時の初期化処理が行なわれ、このとき、CPU1はNVRAM3内のマスク情報を参照し、その値が「マスク有り」を示していたならば、フリップフロップ21をセット状態にして反転出力をLowレベルとし、ノイズ検知信号がCPU1の割り込み端子に入力されない状態にする。さらに、HDD11へアクセス(書き込みや読み出し)するジョブの開始時に、CPU1はフリップフロップ21をリセット状態にしてノイズ検知信号をそのままCPU1の割り込み端子に入力させる状態にし、そのジョブの終了時には、マスク情報が「マスク有り」の場合、フリップフロップ21をセット状態にして反転出力をLowレベルとし、ノイズ検知信号がCPU1の割り込み端子に入力されない状態にする。
図3に、電源投入時のSerial−ATAインタフェースの初期シーケンスを示す。以下、この初期シーケンスを説明する。
まず、Serial−ATAインタフェースのホスト側つまりHDC12側がTxライン(ホスト側から見て)によりCOMRESET信号を送信する。これにより、デバイス側つまりHDD11側は、このCOMRESET信号を検出後、Txラインにより(デバイス側から見て)COMRESET信号を送信する。
ホスト側はデバイス側からのCOMRESET信号を検出すると、Txライン(ホスト側から見て)にCOMWAKE信号を送信し、デバイス側はこのCOMWAKE信号を検出すると、TxラインによりCOMWAKE信号を一定期間送信し、その後、Align信号を送信する。そして、ホスト側は、Align信号を検出後、同様にAlign信号を送信する。
こうして通信が確立され、この後、お互いにSYNC信号を送信して、Ready状態(待機状態)になる。HDD11との通信用のレジスタに対するRead/Write動作やHDD11のセクタへのRead/Write動作が行なわれない限り、このSYNC信号を互いに送信し続ける。
なお、この実施形態ではノイズ検知手段がノイズ検知回路14により実現され、処理手段及びリトライ処理手段がCPU1、ROM2、NVRAM3、RAM4、HDC12、ASIC13などにより実現され、割り込み手段がCPU1、ROM2、HDC12、ASIC13などにより実現され、マスク手段がASIC13内のマスク回路15により実現される。また、リトライ回数設定手段、時間設定手段及び発生回数設定手段がCPU1、ROM2、NVRAM3、RAM4、操作パネル10、ASIC13などにより実現され、計数手段がCPU1、RAM4及びASIC13により実現され、表示手段がCPU1、RAM4、操作パネル10、ASIC13により実現される。
図4はこの実施例の待機状態における動作フローを示すフロー図である。以下、この動作フローを説明する。
この実施例では、ノイズ検知回路14がSerial−ATAインタフェース上のノイズを検知しており、ノイズを検知したときは通信異常と判定する。そして、通信異常が発生すると(ステップ1でYes)、マスク回路15の設定状態に従ってCPU1に対して割り込みが発生するか、割り込みが発生しないで終わる。通信異常で割り込みを発生させるのはシステム側が通信異常をすばやく知るためである。なお、マスク回路15の設定状態は操作パネル10により利用者があらかじめNVRAM3などに設定した割り込みマスク有り/なし情報に依存する。
待機状態では、HDC12とHDD11との間でSync信号により常時交信が行なわれている。但し、この交信は重要な内容でないので、実際のシステム動作では通信異常が発生しても無視することが可能である。つまり、この実施例では、割り込みマスク有りの設定にした場合、待機状態における交信時に静電気ノイズなどノイズの影響でSerial−ATAインタフェース上で通信異常が発生した場合でも、その通信異常による割り込みをマスクすることにより、CPU1への不要な割り込みイベントをなくすることができる。それに対して、割り込みマスクなしの設定にしておけば、待機状態における交信時に外来ノイズの影響でSerial−ATAインタフェース上に通信異常が発生しているかどうかを検出することができる。
こうして、マスクなしであった場合(ステップ2でNo)、割り込みが発生し、CPU1はNVRAM3に保存されているこれまでの通信異常回数を取得する(ステップ3)。そして、取得した通信異常回数を1だけカウントアップする(ステップ4)。
続いて、CPU1はカウントアップした通信異常回数をあらかじめNVRAM3などに設定されている待機時における通信異常回数の規定値(閾値)Nと比較する(ステップ5)。そして、カウントアップした通信異常回数が規定値Nより小さい場合には(ステップ5でNo)、通常の処理に戻る(ステップ1へ戻る)。
それに対して、カウントアップした通信異常回数が規定値(閾値)Nに達した場合には(ステップ5でYes)、Serial−ATAインタフェース上で待機状態における通信異常が発生している旨を操作パネル10内の表示装置に表示させるか、警告レポートを印刷させ、利用者に知らせる(ステップ6)。また、CPU1は、カウントアップした通信異常回数及び通信異常発生時刻をNVRAM3やHDD11に保存する。なお、保存した通信異常回数及び通信異常発生時刻は操作パネル10を操作することにより取得可能であり、また、警告レポートとして印刷出力することも可能である。
次に、HDD11へのアクセス時に通信異常が発生した場合の動作フローを図5に従って説明する。
まず、HDD11がSerial−ATAインタフェースを介してアクセス状態になる(ステップ11)。具体的には、CPU1がHDC12内のHDD11との通信用レジスタに対するRead/Writeなどを行なう。このとき、またはこのときから、ノイズ検知回路14はSerial−ATAインタフェース上のノイズを検知することにより通信異常を検知しているか、検知し始める。そして、通信異常が発生することなく(ステップ12でNo)HDD11へのアクセスジョブがすべて終了したならば(ステップ21でYes)、この動作フローを抜け、待機状態に戻る。すべてのジョブが終了していなければ(ステップ21でNo)、ステップ11に戻り、次のジョブを開始する。
それに対して、通信異常が発生していた場合(ステップ12でYes)、CPU1はタイマを起動させる(ステップ13)。また、NVRAM3からリトライ回数を取得し(ステップ14)、リトライ回数を1だけカウントアップする(ステップ15)。そして、タイマの計測する経過時間があらかじめ設定した所定のリカバリ時間Tに達すると(ステップ16でYes)、実行中のHDDアクセスに係る書き込み単位または読み出し単位についてリトライ処理を開始させる(ステップ17)。
ここで、再度、通信異常が発生しているかどうかを検知し(ステップ18)、通信異常が発生していない場合(ステップ18でNo)、すべてのジョブが終了したか否かを判定し(ステップ21)、すべてのジョブが終了したならば(ステップ21でYes)、待機状態に戻る。すべてのジョブが終了していなければ(ステップ21でNo)、ステップ11に戻り次のジョブを開始する。
一方、この回も通信異常が発生していた場合には(ステップ18でYes)、リトライ回数の規定値Rと比較し(ステップ19)リトライ回数が規定値Rより小さい場合には(ステップ19でNo)、再度リトライを開始すべくタイマを再起動して(ステップ13)、前述した一連の動作を繰り返す。
それに対して、リトライ回数が規定値Rに達した場合には(ステップ19でYes)、Serial−ATAインタフェース上でHDDアクセス状態における通信異常が発生している旨を操作パネル10内の表示装置に表示させるか、警告レポートを印刷させ、利用者に知らせる(ステップ20)。また、CPU1は、カウントアップした通信異常回数及び通信異常発生時刻をNVRAM3やHDD11に保存する。なお、保存した通信異常回数、通信異常の内容及び通信異常発生時刻は操作パネル10を操作することにより取得可能であり、また、警告レポートとして印刷出力することも可能である。
図6及び図7は、静電気ノイズなどの印加の様子とリトライ動作の関係を示す説明図である。
図6は、ノイズ印加が単発であるがノイズ印加時間T’の長い場合であり、発生してからリカバリ時間Tが経過した後にリトライ処理を開始している。しかし、Aの動作ではリカバリ時間Tが短いために再度のリトライ処理が発生し、その後に通信が終了している。それに対して、Bの動作ではリカバリ時間Tが長いために1回のリトライ処理で通信が終了している。
図7はノイズ印加時間T’は短いがノイズ印加が断続的に発生している場合で、Cの動作ではリカバリ時間Tが短いために6回目のリトライ処理後に通信が終了している。それに対して、Dの動作では、リカバリ時間Tが長いために1回のリトライ処理で通信が終了している。
このように、ノイズの印加時間やノイズの断続性により、リカバリ時間Tが短かかったりリトライ回数が少な過ぎたりすれば通信が正常に転送されない可能性がある。そのため、この実施例では、リカバリ時間T及びリトライ回数の規定値(閾値)を操作パネル10により設定できるようにしている。
以上説明したように、この実施例によれば、Serial−ATAインタフェースにノイズなどの影響で通信異常が発生した場合、その通信異常状態をシステム側に知らせることができる。また、Serial−ATAインタフェースにおける待機状態時の交信において、ノイズなどの影響で通信異常が発生した場合でも不要な割り込みイベントをなくすることにより、システム動作のパフォーマンス低下やシステムの消費電流増加を回避できる。
本発明の一実施形態としてデジタル複写機の構成を示すブロック図である。 本発明の一実施形態としてデジタル複写機要部の構成を示す論理回路図である。 本発明の一実施形態におけるSerial−ATAインタフェースの初期シーケンスを示す説明図である。 本発明の一実施例としてデジタル複写機要部の待機状態時における動作フローを示すフロー図である。 本発明の一実施例としてデジタル複写機要部へのアクセス状態時における動作フローを示すフロー図である。 本発明の一実施例としてデジタル複写機要部へのアクセス状態時におけるノイズ印加状態とリトライ動作の関係を示す説明図である。 本発明の一実施例としてデジタル複写機要部へのアクセス状態時におけるノイズ印加状態とリトライ動作の関係を示す他の説明図である。
符号の説明
1 CPU、2 ROM、3 不揮発性RAM、10 操作パネル、11 ハードディスク記憶装置(HDD)、12 HDD制御部、14 ノイズ検知回路、15 マスク回路、16 Serial−ATAインタフェース・ケーブル、21 フリップフロップ

Claims (13)

  1. Serial−ATAインタフェースに接続されたデバイスを持つ情報装置において、前記Serial−ATAインタフェース上のノイズを検知するノイズ検知手段と、該ノイズ検知手段により前記ノイズが検知されたときに通信異常として処理する処理手段とを備えたことを特徴とする情報装置。
  2. 請求項1記載の情報装置において、前記ノイズ検知手段により前記ノイズが検知されたときに割り込みを発生させる割り込み手段を備えたことを特徴とする情報装置。
  3. 請求項2記載の情報装置において、前記割り込み手段による割り込みがデバイスアクセスを行なっていない待機状態時のSYNC通信時に発生した場合、割り込み制御をマスクするマスク手段を備えたことを特徴とする情報装置。
  4. 請求項1記載の情報装置において、前記デバイスがハードディスク記憶装置であって、前記通信異常が該ハードディスク記憶装置に対する書き込み動作時または読み出し動作時に発生した場合、当該書き込み単位または読み出し単位についてリトライ処理を行なうリトライ処理手段を備えたことを特徴とする情報装置。
  5. 請求項4記載の情報装置において、リトライ回数を設定するリトライ回数設定手段を備え、前記リトライ処理手段は最大で前記リトライ回数まで前記リトライ処理を行なうことを特徴とする情報装置。
  6. 請求項4または5記載の情報装置において、通信異常発生時からリトライ開始までのリカバリ時間を設定する時間設定手段を備え、前記リトライ処理手段は通信異常発生時から前記リカバリ時間後にリトライ処理を行なうことを特徴とする情報装置。
  7. 請求項1乃至6のいずれか1項に記載の情報装置において、通信異常の発生回数を計数する計数手段を備えたことを特徴とする情報装置。
  8. 請求項7記載の情報装置において、前記発生回数が所定の発生回数に達したときその旨を表示させる表示手段を備えたことを特徴とする情報装置。
  9. 請求項8記載の情報装置において、前記所定の発生回数を設定する発生回数設定手段を備えたことを特徴とする情報装置。
  10. Serial−ATAインタフェースを介してデバイスを制御する制御装置において、前記Serial−ATAインタフェース上のノイズを検知するノイズ検知手段と、該ノイズ検知手段により前記ノイズが検知されたときに通信異常として処理する処理手段とを備えたことを特徴とする制御装置。
  11. 請求項10記載の制御装置において、割り込み手段と、該割り込み手段による割り込みがデバイスアクセスを行なっていない待機状態時のSYNC通信時に発生した場合、割り込み制御をマスクするマスク手段とを備えたことを特徴とする制御装置。
  12. 請求項10記載の制御装置において、前記デバイスがハードディスク記憶装置であって、前記通信異常が該ハードディスク記憶装置に対する書き込み動作時または読み出し動作時に発生した場合、当該書き込み単位または読み出し単位についてリトライ処理を行なうリトライ処理手段を備えたことを特徴とする制御装置。
  13. 請求項10、11または12記載の制御装置において、通信異常の発生回数を計数する計数手段を備えたことを特徴とする制御装置。
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